CtdY является частью генного кластера, который кодирует все ферменты, необходимые для синтеза 21R-цитринадина А. Ученые изолировали этот кластер из ДНК морского гриба и вставили его в бактерию Escherichia coli, чтобы получить больше ферментов и соединений для изучения. Они также выделили каждый фермент отдельно и тестировали их действие на различных субстратах. Таким образом, они смогли определить последовательность реакций, которые приводят к образованию 21R-цитринадина А. Они также смогли улучшить выход соединения, оптимизируя условия культивации бактерий и добавляя некоторые химические реагенты.
Почему это важно для медицины?
Амидные связи образуются между аминокислотами и составляют основу всех белков. Они являются фундаментальными и очень стабильными типами связей. Способность фермента CtdY разрывать амидные связи может сделать его полезным инструментом при создании новых лекарств.
То, на что способен CtdY впечатляет. Открытый нами фермент обладает значительным потенциалом для фармацевтической промышленности
— Кьюйю Ни, постдокторант из лаборатории Гао, одна из ведущих авторов исследования.
Фермент CtdY принадлежит к большому семейству ферментов, известных как цитохромы P450, которые выполняют различные функции и уже длительное время изучаются с точки зрения их потенциального использования в промышленных и фармацевтических целях. Однако ни один из документированных до сих пор P450 не был способен разрывать амидную связь. Фермент CtdY примечателен не только тем, что он может разрывать высокостабильную связь, но и тем, что он делает это в условиях очень сложной молекулярной структуры.
Для наших целей необходимо сохранить остальную часть структуры и нарушить только одну, трудно разрываемую связь - это очень специфическая и сложная задача
— Кьюйю Ни.
Лечение онкологических заболеваний
Лаборатория Гао уже несколько лет работает над тем, чтобы раскрыть все этапы, вовлеченные в производство соединения 21R-цитринадина А. Соединение неоднократно показало свою эффективность при использовании в борьбе против лейкемии у крыс и человеческих клеток рака горла, согласно исследованиям Шуай Лю, постдокторанта из Университета Райс, являющегося ведущим соавтором исследования.
Многие лекарства, применяющиеся для лечения рака и инфекционных заболеваний, являются производными от природных продуктов, но в данном исследовании ученые стремятся приблизиться к пониманию того, каким образом природа их производит. Изучение влияния созданных в процессе препаратов на обмен веществ, особенно происходящий в печени, является действительно важным шагом в разработке новых противораковых препаратов. Ферменты, участвующие в метаболизме противораковых препаратов, могут существенно влиять на их эффективность.
Ученые надеются, что их открытие поможет понять, как природа создает сложные молекулы с лекарственными свойствами, и как можно использовать эти молекулы для разработки новых лекарств. На данном этапе предполагается, что фермент CtdY может стать универсальным инструментом для модификации белков и создания новых молекулярных структур. В дальнейшем исследователи хотят изучить и другие генные кластеры, которые также могут кодировать некоторые важные для медицины соединения.
